(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ  ：０．０２〜０．１２％（「質量％」の意味。以下同じ）、
Ｓｉ：０．５０％以下（０％を含む）、
Ｍｎ：１〜２．０％、
Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、
Ｐ  ：０．０３０％以下（０％を含む）、
Ｓ  ：０．０２０％以下（０％を含む）、
Ａｌ：０．０５％以下（０％を含む）、
Ｎ  ：０．００４０〜０．０３０％、
Ｏ ：０．０００５〜０．０１０％を満足すると共に、
更に、
Ｚｒ：０．０００２〜０．０５０％と、
ＲＥＭ：０．０００２〜０．０５０％および／またはＣａ：０．０００５〜０．０１０％とを含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなる鋼材であり、且つ、
（ａ）前記鋼材は、Ｚｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａを含有する酸化物を含み、
（ｂ）前記鋼材に含まれる全酸化物の組成を測定して単独酸化物として換算したとき、ＺｒＯ2：５〜５０％と、ＲＥＭの酸化物（ＲＥＭをＭの記号で表すとＭ2Ｏ3）：１０〜５０％、および／またはＣａＯ：５〜５０％を満足すると共に、
（ｃ）前記鋼材に含まれる全酸化物のうち、円相当直径で０．１〜２．０μｍの酸化物が１ｍｍ2当り１２０個以上であり、円相当直径で５．０μｍ超の酸化物が１ｍｍ2当り５個以下であることを特徴とする溶接熱影響部の靭性に優れた鋼材。
【請求項２】
前記鋼材が、更に他の元素として、
Ｎｉ：１．５％以下（０％を含まない）および／または
Ｃｕ：１．５％以下（０％を含まない）を含有する請求項１に記載の鋼材。
【請求項３】
前記鋼材が、更に他の元素として、
Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない）および／または
Ｍｏ：１．５％以下（０％を含まない）を含有する請求項１または２に記載の鋼材。
【請求項４】
前記鋼材が、更に他の元素として、
Ｎｂ：０．１％以下（０％を含まない）および／または
Ｖ：０．１％以下（０％を含まない）を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の鋼材。
【請求項５】
前記鋼材が、更に他の元素として、
Ｂ：０．００５０％以下（０％を含まない）を含有する請求項１〜４のいずれかに記載の鋼材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の鋼材を製造する方法であって、
溶存酸素量が０．００１０〜０．００６０％の溶鋼を調整する工程（１）と、
前記溶鋼を攪拌して溶鋼中の酸化物を浮上分離させることによって全酸素量を０．００１０〜０．００７０％に調整する工程（２）と、
Ｔｉを添加した後、Ｚｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａを添加する工程（３）と、
前記工程（３）の後、４０分を超えない範囲で溶鋼を攪拌する工程（４）とを順次包含することを特徴とする溶接熱影響部の靭性に優れた鋼材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁や高層建造物、船舶などに使用される鋼材に関し、特に、大入熱溶接の溶接熱影響部（以下、単に「ＨＡＺ」と呼ぶことがある）の靭性に優れた鋼材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、上記各種溶接構造物の大型化に伴い、板厚が５０ｍｍ以上である厚鋼板の溶接が不可避となっている。このため、あらゆる分野において、溶接施工効率の向上や施工コストの低減を目的として、大入熱溶接が指向される状況である。しかしながら、大入熱溶接を行うと、ＨＡＺが高温のオーステナイト領域まで加熱されてから徐冷されるので、加熱時にオーステナイト粒成長、徐冷時におけるオーステナイト粒界からの粒界フェライト生成に起因してＨＡＺの組織が粗大化し、その部分の靭性が劣化しやすいという問題がある。こうしたことから、大入熱溶接を実施しても、ＨＡＺにおける靭性（以下、「ＨＡＺ靭性」と呼ぶことがある）を高い水準に保つ技術の確立が望まれている。
【０００３】
ＨＡＺ靭性を改善するために適用される代表的な技術として、酸化物や窒化物などの介在物を起点とした粒内フェライト変態促進による組織微細化技術が挙げられる。この技術は、溶接終了後の冷却時において、粒内に存在する上記介在物によって微細なフェライト変態組織を発達させ、粗大な粒界フェライトの生成を抑制し、これによってＨＡＺ靭性を確保するものである。上記介在物のなかでも、特に、酸化物は熱的に安定であるため、大入熱、或いは超大入熱溶接を行なっても優れたＨＡＺ靱性を確保できるという利点を有している。
【０００４】
酸化物を利用した技術として、特許文献１には、Ｏ濃度とＣａ濃度を制御することによって、ＭｎＳを複合析出させたＴｉ含有酸化物を微細に分散させ、それを核とする粒内フェライト変態を促進する（即ち、粗大な粒界フェライト生成を抑制する）技術が提案されている。特許文献２には、ＴｉとＭｇとを複合添加した系で、粒内フェライト核となるＴｉ含有酸化物とＭｎＳの複合体を生成させることによって、ＨＡＺ靭性に優れた溶接用高張力鋼を得る技術が開示されている。特許文献３には、ＲＥＭの酸化物および／またはＣａＯと、ＺｒＯ2を所定量生成させることによって、ＨＡＺ靱性に優れた鋼材を得る技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−２００３１９号公報
【特許文献２】特開平９−１５７７８７号公報
【特許文献３】特開２００７−１００２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、その目的は、大入熱溶接を行なった場合であってもＨＡＺ靭性に優れた鋼材およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決することのできた本発明に係る溶接熱影響部の靭性に優れた鋼材とは、Ｃ：０．０２〜０．１２％（「質量％」の意味。以下同じ）、Ｓｉ：０．５０％以下（０％を含む）、Ｍｎ：１〜２．０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、Ｐ：０．０３０％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０２０％以下（０％を含む）、Ａｌ：０．０５％以下（０％を含む）、Ｎ：０．００４０〜０．０３０％、Ｏ：０．０００５〜０．０１０％を満足すると共に、更に、Ｚｒ：０．０００２〜０．０５０％と、ＲＥＭ：０．０００２〜０．０５０％および／またはＣａ：０．０００５〜０．０１０％とを含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる鋼材であり、且つ、（ａ）前記鋼材は、Ｚｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａを含有する酸化物を含み、（ｂ）前記鋼材に含まれる全酸化物の組成を測定して単独酸化物として換算したとき、ＺｒＯ2：５〜５０％と、ＲＥＭの酸化物（ＲＥＭをＭの記号で表すとＭ2Ｏ3）：１０〜５０％、および／またはＣａＯ：５〜５０％を満足すると共に、（ｃ）前記鋼材に含まれる全酸化物のうち、円相当直径で０．１〜２．０μｍの酸化物が１ｍｍ2当り１２０個以上であり、円相当直径で５．０μｍ超の酸化物が１ｍｍ2当り５個以下である点に要旨を有する。
【０００７】
前記鋼材は、更に他の元素として、
（１）Ｎｉ：１．５％以下（０％を含まない）および／またはＣｕ：１．５％以下（０％を含まない）、
（２）Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない）および／またはＭｏ：１．５％以下（０％を含まない）、
（３）Ｎｂ：０．１％以下（０％を含まない）および／またはＶ：０．１％以下（０％を含まない）、
（４）Ｂ：０．００５０％以下（０％を含まない）、
等の元素を含有してもよい。
【０００８】
上記鋼材は、溶存酸素量が０．００１０〜０．００６０％の溶鋼を調整する工程（１）と、前記溶鋼を攪拌して溶鋼中の酸化物を浮上分離させることによって全酸素量を０．００１０〜０．００７０％に調整する工程（２）と、Ｔｉを添加した後、Ｚｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａを添加する工程（３）とを順次包含することにより製造できる。前記工程（３）の後は、４０分を超えない範囲で溶鋼を攪拌する工程（４）を更に包含するのがよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、粒内フェライト変態の核となる酸化物（ＺｒＯ2と、ＲＥＭの酸化物および／またはＣａＯの酸化物であり、好ましくはＴｉ2Ｏ3を更に含有する酸化物）が所定量生成されていると共に、鋼材中に存在する酸化物の大きさと個数（粒度分布）も適切に制御されており、特にＨＡＺ靱性の低下を招く粗大な酸化物の生成が有意に抑制されているため、大入熱量で溶接を行なってもＨＡＺ靭性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、特許文献３に開示された粒内フェライト変態技術を改変し、より大きな入熱量で溶接を行なってもＨＡＺ靱性に優れた鋼材を得るための技術に関するものである。
【００１１】
前述したように、特許文献３には、ＺｒＯ2と、ＲＥＭの酸化物および／またはＣａＯの酸化物を粒内フェライト変態の核（起点）として利用した鋼材が開示されている。上記の酸化物は熱的に安定であり、例えば、１４００℃レベルの高温に長時間曝されても固溶して消失しないため、大入熱溶接、或いは超大入熱溶接を行なっても、その機能を損なうことはないと考えられる。
【００１２】
そして、本発明者らの検討結果によれば、当該鋼材中の全酸化物（粒内フェライト変態の核となる上記酸化物に限定されず、すべての酸化物を対象とする。）の大きさと個数がＨＡＺ靱性の向上に深く関与しており、特に、円相当直径で５．０μｍ超の粗大な酸化物を５個以下に抑えれば、入熱量が概ね５０ｋＪ／ｍｍ程度の大入熱溶接を行なってもＨＡＺ靱性に優れた鋼材が得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１３】
本明細書では、粒内フェライト変態の核となる酸化物、即ち、「ＺｒＯ2と、ＲＥＭの酸化物（ＲＥＭをＭで表すとＭ2Ｏ3）および／またはＣａＯ」の酸化物と、鋼材中に含まれるすべての酸化物を区別するため、説明の便宜上、前者を特に「Ｚｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物」と呼び、後者を特に「全酸化物」と呼ぶ場合がある。また、上記の「Ｚｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物」を構成する必須成分（Ｚｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａ）を、特に粒内フェライト変態核生成元素と呼ぶ場合がある。また、本明細書では、鋼材に含まれる全酸化物のうち、円相当直径で０．１〜２．０μｍの酸化物を「微細な酸化物」と呼び、一方、円相当直径で５．０μｍ超の酸化物を「粗大な酸化物」と呼ぶ場合がある。
【００１４】
本発明によれば、粗大な酸化物の個数が著しく抑えられているため、特許文献３の実施例に開示されたＨＡＺ靱性評価方法（１４００℃の加熱温度で５秒間保持した後、８００℃から５００℃を３００秒で冷却することにより熱サイクルを与え、−４０℃における吸収エネルギーを測定する方法）よりも大きな入熱量で溶接を行なっても、ＨＡＺ靱性を向上することができる（後記する実施例を参照）。
【００１５】
［（ａ）Ｚｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物について］
まず、粒内フェライト変態の起点となるＺｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物について説明する。上記のＺｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物は、Ｚｒの酸化物を必ず含んでおり、且つ、ＲＥＭの酸化物若しくはＣａの酸化物のいずれか一方、またはＲＥＭの酸化物およびＣａの酸化物の両方を含んでいるものを意味している。Ｚｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物を構成する元素（粒内フェライト変態核生成元素）は、Ｚｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａであるが、上記以外に、例えば、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌなどの酸化物形成元素や、その他の鋼中成分を含んでいても良い。
【００１６】
上記Ｚｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物の存在形態は特に限定されず、粒内フェライト変態核生成元素を単独で含有する単独酸化物として存在していても良いし、粒内フェライト変態核生成元素の２種以上を含む複合酸化物として存在していても良い。単独酸化物の例としては、ＺｒではＺｒＯ2；ＣａではＣａＯ；ＲＥＭでは、ＲＥＭを「Ｍ」の記号で表したとき、Ｍ2Ｏ3、Ｍ3Ｏ5、ＭＯ2などが例示される。また、これらの酸化物は、互いに凝集して存在しても良いし、上記酸化物に硫化物や窒化物などの他の化合物が複合析出した形態で存在しても良い。
【００１７】
上記のＺｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物は、Ｔｉの酸化物を更に含有していることが好ましい。Ｔｉの酸化物が更に存在すると粒内フェライト変態が促進され、ＨＡＺ靭性の向上が一層高められるようになる。Ｔｉの酸化物は、単独酸化物（例えば、Ｔｉ2Ｏ3、Ｔｉ3Ｏ5、ＴｉＯ2）として存在していても良いし、上記Ｚｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物との複合酸化物の形態で存在していても良い。
【００１８】
［（ｂ）酸化物の平均組成について］
本発明の鋼材は、鋼材に含まれる全酸化物の組成を測定して単独酸化物（合計が１００％）として質量換算したときに、ＺｒＯ2を５〜５０％と、ＲＥＭの酸化物（ＲＥＭをＭの記号で表すとＭ2Ｏ3）：１０〜５０％および／またはＣａＯ：５〜５０％を満足しており、これにより粒内フェライト変態の核として有効に作用するようになる。各酸化物の下限値を下回ると、溶接時に粒内フェライトの生成核となる酸化物量が不足し、ＨＡＺ靭性の向上作用が発揮されない。一方、各酸化物の上限値を超えると、酸化物が粗大化し、粒内フェライトの生成核として有効に作用する微細な酸化物の個数が少なくなり、ＨＡＺ靭性向上作用が有効に発揮されない。
【００１９】
上記ＺｒＯ2は、１０％以上であることが好ましく、より好ましくは１３％以上、更に好ましくは１５％以上である。一方、上限は、好ましくは４５％であり、更に好ましくは４０％である。
【００２０】
上記ＲＥＭの酸化物は、１５％以上であることが好ましく、より好ましくは２０％以上、更に好ましくは３０％以上である。一方、上限は、好ましくは４５％であり、更に好ましくは４０％である。なお、ＲＥＭの酸化物は、ＲＥＭを記号Ｍで表すと、鋼材中にＭ2Ｏ3、Ｍ3Ｏ5、ＭＯ2などの形態で存在するが、ＲＥＭの酸化物をすべてＭ2Ｏ3に換算したときの量を意味する。
【００２１】
上記ＣａＯは、１０％以上であることが好ましく、より好ましくは１５％以上、更に好ましくは１８％以上である。一方、上限は、好ましくは４５％であり、更に好ましくは４０％、特に好ましくは３０％である。
【００２２】
なお、全酸化物の組成の残りの成分は特に限定されず、本発明の鋼材中に含まれる酸化物形成元素の酸化物（例えばＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＭｎＯなど）が挙げられる。これらの酸化物の合計量は、概ね５％未満であることが好ましい。
【００２３】
鋼材に含まれる全酸化物の組成は、鋼材の断面を例えばＥＰＭＡ（Electron Probe X-ray Micro Analyzer；電子線マイクロプローブＸ線分析計）で観察し、観察視野内に認められる酸化物を定量分析して測定する。測定条件の詳細は、後記する実施例の欄で説明する。
【００２４】
［（ｃ）全酸化物の粒度分布について］
次に、本発明を特徴付ける全酸化物（上述したＺｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物に限定されず、鋼材中に存在する全ての酸化物）の個数と大きさについて説明する。
【００２５】
本発明の鋼材に含まれる全酸化物は、円相当直径で０．１〜２．０μｍの微細な酸化物が１ｍｍ2当り１２０個以上で、且つ、円相当直径で５．０μｍを超える粗大な酸化物が１ｍｍ2当り５個以下を満足している。
【００２６】
本発明者らが全酸化物の粒度分布とＨＡＺ靱性の関係について詳しく調べたところ、特に、円相当直径が０．１〜２．０μｍの微細な酸化物と、５．０μｍ超の粗大な酸化物とが、大入熱溶接のＨＡＺ靱性に深く関与しており、ＨＡＺ靱性の向上に大きく寄与するのは微細な酸化物の個数であり、粗大な酸化物は、脆性破壊の起点となってＨＡＺ靱性の低下を招くこと、また、円相当直径で０．１μｍ未満の微細酸化物は、酸化物分散によるＨＡＺ靱性向上作用に殆ど寄与しないことが明らかになった。従って、ＨＡＺ靱性を高めるためには、微細な酸化物の個数はできるだけ多い方が好ましいが、微細な酸化物が多くなると相関して粗大な酸化物の個数も多くなる傾向にあるため、微細な酸化物と粗大な酸化物の個数を適切に制御することが必要である。
【００２７】
微細な酸化物の好ましい個数は、１ｍｍ2当り２００個以上であり、より好ましい個数は、１ｍｍ2当り５００個以上、更に好ましい個数は、１ｍｍ2当り１０００個以上である。
【００２８】
粗大な酸化物は少ない程良く、好ましい個数は、１ｍｍ2当り３個以下、より好ましくは１個以下、最も好ましくは０個である。上記以外のサイズの酸化物の個数について、本発明は何ら限定するものではなく、上記サイズの酸化物さえ制御されていれば所望とするＨＡＺ靱性が得られることを実験によって確認している。
【００２９】
上記「円相当直径」とは、酸化物の面積が等しくなる様に想定した円の直径であり、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察面上で認められるものである。
【００３０】
次に、本発明の鋼材（母材）における成分組成について説明する。本発明の鋼材は、基本成分として、Ｃ：０．０２〜０．１２％、Ｓｉ：０．５０％以下（０％を含む）、Ｍｎ：１〜２．０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、Ｐ：０．０３０％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０２０％以下（０％を含む）、Ａｌ：０．０５％（０％を含む）、Ｎ：０．００４０〜０．０３０％、およびＯ（酸素）：０．０００５〜０．０１０％を満足すると共に、更に、Ｚｒ：０．０００２〜０．０５０％と、ＲＥＭ：０．０００２〜０．０５０％および／またはＣａ：０．０００５〜０．０１０％とを含有している。こうした範囲を定めた理由は以下の通りである。
【００３１】
Ｃは、鋼材（母材）の強度を確保するために欠くことのできない元素である。こうした効果を発揮させるには、０．０２％以上含有させる必要がある。Ｃは、０．０４％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．０５％以上である。しかしＣが０．１２％を超えると、溶接時にＨＡＺに島状マルテンサイト（ＭＡ）を多く生成してＨＡＺの靭性劣化を招くばかりでなく、溶接性にも悪影響を及ぼす。従ってＣは０．１２％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０８％以下とする。
【００３２】
Ｓｉは、固溶強化により鋼材の強度を確保するのに寄与する元素である。しかしＳｉが０．５０％を超えると、溶接時にＨＡＺに島状マルテンサイト（ＭＡ）を多く生成してＨＡＺ靭性の劣化を招くばかりでなく、溶接性にも悪影響を及ぼす。従ってＳｉは０．５０％以下とする。好ましくは０．３％以下であり、より好ましくは０．２％以下、更に好ましくは０．１８％以下である。なお、Ｓｉを添加して鋼材の強度を確保するためには、０．０２％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．０５％以上、更に好ましくは０．１％以上含有させるのがよい。
【００３３】
Ｍｎは、鋼材（母材）の強度向上に寄与する元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、１％以上含有させる必要がある。Ｍｎは、好ましくは１．０％以上、より好ましくは１．２％以上、更に好ましくは１．４％以上含有させるのがよい。しかし２．０％を超えると、鋼材（母材）の溶接性を劣化させる。従ってＭｎは、２．０％以下に抑える必要がある。好ましくは１．８％以下であり、より好ましくは１．６％以下とする。
【００３４】
Ｔｉは、鋼材中にＴｉＮなどの窒化物や、Ｔｉ酸化物を生成し、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する元素である。こうした効果を発揮させるには、Ｔｉは０．００５％以上含有させる必要がある。好ましくは０．００７％以上、より好ましくは０．０１０％以上とする。しかしＴｉを過剰に添加すると鋼材（母材）の靭性を劣化させるため、Ｔｉは０．１０％以下に抑えるべきである。Ｔｉは、好ましくは０．０７％以下であり、より好ましくは０．０６％以下である。
【００３５】
Ｐは、偏析し易い元素であり、特に鋼材中の結晶粒界に偏析して粒界を破壊し、ＨＡＺ靭性を劣化させる。従ってＰは０．０３０％以下に抑制する必要がある。Ｐは、好ましくは０．０２％以下、より好ましくは０．０１％以下とする。なお、Ｐは、通常、不可避的に０．００１％程度含有している。
【００３６】
ＳもＰと同様に偏析し易い元素であり、特に鋼材中の結晶粒界に偏析して靭性を劣化させる。またＳは、Ｍｎと結合して硫化物（ＭｎＳ）を生成し、母材の靭性や板厚方向の延性を劣化させる有害な元素である。従ってＳは０．０２０％以下に抑制する必要がある。好ましくは０．０１５％以下であり、より好ましくは０．０１０％以下である。なお、Ｓは、通常、不可避的に０．０００５％程度含有している。
【００３７】
Ａｌは、脱酸剤として作用する元素である。しかし過剰に添加すると酸化物を還元して粗大なＡｌ酸化物を形成し、ＨＡＺ靭性が劣化する。従ってＡｌは０．０５％以下に抑える必要がある。Ａｌは、好ましくは０．０４％以下、より好ましくは０．０３５％以下である。なお、Ａｌは、通常、不可避的に０．０００５％程度含有している。
【００３８】
Ｎは、Ｔｉ含有窒化物を析出する元素であり、該窒化物は、ピン止め効果により、溶接時にＨＡＺに生成するオーステナイト粒の粗大化を防止してフェライト変態を促進し、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する。こうした効果を有効に発揮させるには、０．００４０％以上含有させる必要がある。Ｎは、好ましくは０．００５％以上、より好ましくは０．００６％以上である。Ｎは多いほどＴｉ含有窒化物を形成してオーステナイト粒の微細化が促進されるため、ＨＡＺの靭性向上に有効に作用する。しかしＮが０．０３０％を超えると、固溶Ｎ量が増大して母材自体の靭性が劣化し、ＨＡＺ靭性も低下する。従ってＮは０．０３０％以下に抑える必要がある。好ましくは０．０２５％以下、より好ましくは０．０２％以下、更に好ましくは０．０１５％以下とする。
【００３９】
Ｏ（酸素）は、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する粒内フェライトの生成核となる微細な酸化物を生成させるために必要な元素である。しかしＯが０．０００５％未満では、上記微細な酸化物量が不足し、ＨＡＺ靭性を向上させることができない。従ってＯは０．０００５％以上含有させる必要がある。Ｏは、好ましくは０．００１０％以上、より好ましくは０．００１５％以上である。しかし過剰に添加すると酸化物が粗大化してＨＡＺ靭性を却って劣化させる。従ってＯは０．０１０％以下に抑えるべきである。Ｏは、好ましくは０．００８％以下であり、より好ましくは０．００５％以下である。
【００４０】
Ｚｒは、ＺｒＯ2を生成させるのに必要な元素である。ＺｒＯ2を含有することで、酸化物が微細分散し易くなり、この微細分散した酸化物が粒内フェライトの生成核となるため、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する。しかしＺｒが０．０００２％未満では、上記粒内フェライトの生成核となる微細な酸化物量が少なくなるため、ＨＡＺ靭性を向上させることができない。従ってＺｒは０．０００２％以上含有させる必要がある。Ｚｒは、好ましくは０．０００５％以上、より好ましくは０．００１０％以上とする。しかしＺｒを過剰に添加すると、粗大な酸化物が多く生成してＨＡＺ靭性が劣化する。また、析出強化をもたらす微細なＺｒ炭化物を形成し、母材自体の靭性低下を招く。従ってＺｒは０．０５０％以下に抑える。Ｚｒは、好ましくは０．０４％以下であり、より好ましくは０．０１％以下、更に好ましくは０．００８％以下とする。
【００４１】
ＲＥＭ（希土類元素）とＣａは、夫々の酸化物を生成させるのに必要な元素である。これらの酸化物を含有することで、酸化物が微細分散し易くなり、この微細分散した酸化物が粒内フェライトの生成核となるため、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する。本発明の鋼材では、ＲＥＭとＣａは夫々単独で、或いは併用できる。
【００４２】
ＲＥＭは、単独で、またはＣａと併用される場合には、０．０００２％以上含有させるべきであり、好ましくは０．０００５％以上、より好ましくは０．００１０％以上、更に好ましくは０．００１５％以上である。しかしＲＥＭを過剰に添加すると、粗大な酸化物を形成し、ＨＡＺ靭性が却って劣化する。従ってＲＥＭは０．０５０％以下に抑えるべきである。ＲＥＭは、好ましくは０．０４％以下であり、より好ましくは０．０１％以下である。
【００４３】
なお、本発明において、ＲＥＭとは、ランタノイド元素（ＬａからＬｎまでの１５元素）およびＳｃ（スカンジウム）とＹ（イットリウム）を含む意味である。これらの元素のなかでも、Ｌａ、ＣｅおよびＹよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが好ましく、より好ましくはＬａおよび／またはＣｅを含有するのがよい。
【００４４】
Ｃａは、単独で、またはＲＥＭと併用される場合には、０．０００５％以上含有させるべきであり、好ましくは０．００１％以上、より好ましくは０．００１５％以上である。しかしＣａを過剰に添加すると、粗大な酸化物を形成し、ＨＡＺ靭性が却って劣化する。従ってＣａは、０．０１０％以下に抑える。Ｃａは、好ましくは０．００８％以下であり、より好ましくは０．００５％以下である。
【００４５】
本発明の鋼材は、上記元素を必須成分として含有するものであり、残部は鉄および不可避不純物（例えば、ＭｇやＡｓ，Ｓｅなど）であってもよい。
【００４６】
本発明の鋼材は、更に他の元素として、
（１）Ｎｉ：１．５％以下（０％を含まない）および／またはＣｕ：１．５％以下（０％を含まない）、
（２）Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない）および／またはＭｏ：１．５％以下（０％を含まない）、
（３）Ｎｂ：０．１％以下（０％を含まない）および／またはＶ：０．１％以下（０％を含まない）、
（４）Ｂ：０．００５０％以下（０％を含まない）
等の元素を含有することも有効である。こうした範囲を定めた理由は以下の通りである。
【００４７】
［（１）Ｎｉおよび／またはＣｕ］
ＮｉとＣｕは、いずれも鋼材の強度を高めるのに寄与する元素である。ＮｉとＣｕは、夫々単独で、或いは複合して添加することができる。しかしＮｉが１．５％を超えると、母材の強度を著しく高めて母材の靭性を劣化させるため、ＨＡＺ靭性も低下する。従ってＮｉは１．５％以下とすることが好ましい。Ｎｉは、より好ましくは１．２％以下、更に好ましくは１％以下である。なお、Ｎｉ添加による作用を有効に発揮させるには、０．０５％以上含有させることが好ましい。Ｎｉは、より好ましくは０．１％以上、更に好ましくは０．２％以上である。
【００４８】
ＣｕもＮｉと同様に、１．５％を超えると、母材の強度を著しく高めて母材の靭性を劣化させるため、ＨＡＺ靭性も低下する。従ってＣｕは１．５％以下とすることが好ましい。Ｃｕは、より好ましくは１．２％以下、更に好ましくは１％以下である。なお、Ｃｕ添加による作用を有効に発揮させるには、０．０５％以上含有させることが好ましい。Ｃｕは、より好ましくは０．１％以上、更に好ましくは０．２％以上である。
【００４９】
［（２）Ｃｒおよび／またはＭｏ］
ＣｒとＭｏは、いずれも鋼材の強度を高めるのに寄与する元素である。ＣｒとＭｏは、夫々単独で、或いは複合して添加することができる。しかしＣｒが１．５％を超えると、母材の強度を著しく高め過ぎて母材の靭性を劣化させるため、ＨＡＺ靭性を低下する。従ってＣｒは１．５％以下とすることが好ましい。Ｃｒは、より好ましくは１．２％以下、更に好ましくは１％以下である。なお、Ｃｒ添加による作用を有効に発揮させるには、０．１％以上含有させることが好ましい。Ｃｒは、より好ましくは０．２％以上、更に好ましくは０．５％以上である。
【００５０】
ＭｏもＣｒと同様に、１．５％を超えると、母材の強度を著しく高め過ぎて母材の靭性を劣化させるため、ＨＡＺ靭性を低下する。従ってＭｏは１．５％以下とすることが好ましい。Ｍｏは、より好ましくは１．２％以下、更に好ましくは１％以下である。なお、Ｍｏ添加による作用を有効に発揮させるには、０．１％以上含有させることが好ましい。Ｍｏは、より好ましくは０．２％以上、更に好ましくは０．３％以上である。
【００５１】
［（３）Ｎｂおよび／またはＶ］
ＮｂとＶは、いずれも炭窒化物として析出し、該炭窒化物のピン止め効果により、溶接時にオーステナイト粒が粗大化するのを防止し、ＨＡＺ靭性を向上させる作用を有する元素である。ＮｂとＶは、夫々単独で、或いは複合して添加することができる。しかしＮｂが０．１％を超えると、析出する炭窒化物が粗大化し、ＨＡＺ靭性を却って劣化させる。従ってＮｂは０．１％以下とすることが好ましい。Ｎｂは、より好ましくは０．０８％以下、更に好ましくは０．０５％以下である。なお、Ｎｂ添加による作用を有効に発揮させるには、０．００２％以上含有させることが好ましい。Ｎｂは、より好ましくは０．００５％以上、更に好ましくは０．００８％以上である。
【００５２】
ＶもＮｂと同様に、０．１％を超えると、析出する炭窒化物が粗大化し、ＨＡＺ靭性を却って劣化させる。従ってＶは０．１％以下とすることが好ましい。Ｖは、より好ましくは０．０８％以下、更に好ましくは０．０５％以下である。なお、Ｖ添加による作用を有効に発揮させるには、０．００２％以上含有させることが好ましい。Ｖは、より好ましくは０．００５％以上、更に好ましくは０．０１％以上である。
【００５３】
［（４）Ｂ（ホウ素）］
Ｂは、粒界フェライトの生成を抑制することで、靭性を向上させる元素である。しかしＢが０．００５０％を超えると、オーステナイト粒界にＢＮとして析出し、靭性の低下を招く。従ってＢは０．００５０％以下とすることが好ましい。Ｂは、より好ましくは０．００４０％以下である。なお、Ｂ添加による作用を有効に発揮させるには、０．００１０％以上含有させることが好ましい。Ｂは、より好ましくは０．００１５％以上である。
【００５４】
次に、本発明の鋼材を製造するに当たり、好適に採用できる製法について説明する。本発明の製造方法は、溶鋼の溶存酸素量を０．００１０〜０．００６０％の範囲に調整する工程（１）と、前記溶鋼を攪拌して溶鋼中の酸化物を浮上分離させることによって全酸素量を０．００１０〜０．００７０％に調整する工程（２）をこの順で包含する他、Ｔｉを添加した後、Ｚｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａを添加する工程（３）を包含している。
【００５５】
このように溶存酸素量と全酸素量を調整した溶鋼に、所定の順番で所定の合金元素を添加することによって、粒内フェライトの生成核となる所望の酸化物を生成させることができる。特に本発明では、粗大な酸化物が生成しないように、上記工程（１）のように溶存酸素量を調整した後、上記工程（２）のように全酸素量を調整することが極めて重要である。溶存酸素とは、酸化物を形成しておらず、溶鋼中に存在するフリーな状態の酸素を意味し、全酸素とは、溶鋼に含まれる全ての酸素、即ち、フリー酸素と酸化物を形成している酸素の総和を意味する。以下、各工程について説明する。
【００５６】
［工程（１）について］
まず、溶鋼の溶存酸素量を０．００１０〜０．００６０％の範囲に調整する。溶鋼の溶存酸素量が０．００１０％未満では、溶鋼中の溶存酸素量が不足するため、粒内フェライト変態の核となるＺｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物を所定量確保することができず、優れたＨＡＺ靭性が得られない。また、溶存酸素量が不足すると、酸化物を形成できなかったＺｒは炭化物を形成したり、ＲＥＭやＣａは硫化物を形成するため、母材自体の靭性を劣化させる原因となる。従って上記溶存酸素量は、０．００１０％以上とする。上記溶存酸素は、好ましくは０．００１５％以上、より好ましくは０．００２０％以上である。
【００５７】
一方、上記溶存酸素量が０．００６０％を超えると、溶鋼中の酸素量が多過ぎるため、溶鋼中の酸素と上記元素の反応が激しくなって溶製作業上好ましくないばかりか、粗大な酸化物を生成して却ってＨＡＺ靭性を劣化させる。従って上記溶存酸素量は０．００６０％以下に抑えるべきである。上記溶存酸素量は、好ましくは０．００５０％以下、より好ましくは０．００４５％以下とする。
【００５８】
ところで、転炉や電気炉で一次精錬された溶鋼中の溶存酸素量は、通常０．０１００％を超えている。そこで本発明の製法では、溶鋼中の溶存酸素量を何らかの方法で上記範囲に調整する必要がある。
【００５９】
溶鋼中の溶存酸素量を調整する方法としては、例えばＲＨ式脱ガス精錬装置を用いて真空Ｃ脱酸する方法や、ＳｉやＭｎ，Ｔｉ，Ａｌなどの脱酸性元素を添加する方法などが挙げられ、これらの方法を適宜組み合わせて溶存酸素量を調整しても良い。また、ＲＨ式脱ガス精錬装置の代わりに、取鍋加熱式精錬装置や簡易式溶鋼処理設備などを用いて溶存酸素量を調整しても良い。この場合、真空Ｃ脱酸による溶存酸素量の調整はできないため、溶存酸素量の調整にはＳｉ等の脱酸性元素を添加する方法を採用すれば良い。Ｓｉ等の脱酸性元素を添加する方法を採用するときは、転炉から取鍋へ出鋼する際に脱酸性元素を添加しても構わない。
【００６０】
［工程（２）について］
上記工程（１）に次いで、溶鋼を攪拌し、溶鋼中の酸化物を浮上分離することによって溶鋼中の全酸素量を０．００１０〜０．００７０％に調整する。このように本発明では、溶存酸素量が適切に制御された溶鋼を撹拌し、不要な酸化物を除去してから、Ｚｒなどの粒内フェライト変態核生成元素を添加しているため、粗大な酸化物の生成を防止することができる。前述した特許文献３では、この工程（２）を行なっていないため、粗大な酸化物が生成し、良好なＨＡＺ靱性を確保することができない（後記する実施例を参照）。
【００６１】
上記全酸素量が０．００１０％未満では、所望の酸化物量不足になるため、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する粒内フェライトの生成核となる酸化物量を確保することができない。従って上記全酸素量は、０．００１０％以上とする。上記全酸素量は、好ましくは０．００１５％以上、より好ましくは０．００２０％以上である。
【００６２】
一方、上記全酸素量が０．００７０％を超えると、溶鋼中の酸化物量が過剰となり、粗大な酸化物が生成してＨＡＺ靭性が劣化する。従って上記全酸素量は０．００７０％以下に抑えるべきである。上記全酸素量は、好ましくは０．００６０％以下、より好ましくは０．００５０％以下とする。
【００６３】
溶鋼中の全酸素量は、概ね溶鋼の攪拌時間に相関して変化することから、撹拌時間を調整するなどして制御することができる。具体的には、溶鋼を撹拌し、浮上してきた酸化物を除去した後の溶鋼中の全酸素量を適宜測定しながら、溶鋼中の全酸素量を適切に制御する。
【００６４】
［工程（３）について］
溶鋼中の全酸素量を上記範囲に調整した後は、Ｔｉを添加した後、Ｚｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａを添加してから鋳造する。全酸素量を調整した溶鋼へ上記の元素を添加することにより、所望とする粒内フェライト変態の核となるＺｒ・Ｃａ／ＲＥＭ系酸化物が得られる。Ｔｉ酸化物は、Ｚｒ・ＲＥＭ／Ｃａ系酸化物に比べて溶鋼との界面エネルギーが小さいため、合金元素をこの順番で添加すれば、Ｔｉ酸化物は微細化されるため、結果的に、ＨＡＺ靱性に寄与する微細な酸化物を生成させることができる。
【００６５】
溶鋼へ添加するＲＥＭやＣａ，Ｚｒ，Ｔｉの形態は特に限定されず、例えば、ＲＥＭとして、純Ｌａや純Ｃｅ，純Ｙなど、或いは純Ｃａ，純Ｚｒ，純Ｔｉ、更にはＦｅ−Ｓｉ−Ｌａ合金，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｅ合金，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃａ合金，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｌａ−Ｃｅ合金，Ｆｅ−Ｃａ合金，Ｎｉ−Ｃａ合金などを添加すればよい。また、溶鋼へミッシュメタルを添加してもよい。ミッシュメタルとは、セリウム族希土類元素の混合物であり、具体的には、Ｃｅを４０〜５０％程度，Ｌａを２０〜４０％程度含有している。但し、ミッシュメタルには不純物としてＣａを含むことが多いので、ミッシュメタルがＣａを含む場合は本発明で規定する範囲を満足する必要がある。
【００６６】
［工程（４）について］
本発明では、粗大な酸化物の除去を促進する目的で、上記工程（３）の後、４０分を超えない範囲で溶鋼を攪拌することが好ましい。攪拌時間が４０分を超えると、微細な酸化物が溶鋼中で凝集・合体するため酸化物が粗大化し、ＨＡＺ靭性が劣化する。従って攪拌時間は４０分以内とすることが好ましい。攪拌時間は、より好ましくは３５分以内であり、更に好ましくは３０分以内である。溶鋼の攪拌時間の下限値は特に限定されないが、攪拌時間が短過ぎると添加元素の濃度が不均一となり、鋼材全体として所望の効果が得られない。従って容器サイズに応じた所望の攪拌時間が必要となる。
【００６７】
こうして成分調整して得られた溶鋼は、常法に従って連続鋳造してスラブとした後、常法に従って熱間圧延すればよい。
【００６８】
本発明に係る鋼材は、例えば橋梁や高層建造物、船舶などの構造物の材料として使用でき、小〜中入熱溶接はもとより、入熱量が５０ｋＪ／ｍｍ以上の大入熱溶接においても溶接熱影響部の靭性劣化を防ぐことができる。
【００６９】
本発明の鋼材は、板厚が約３．０ｍｍ以上の厚鋼板などの鋼材を対象としている。本発明による優れたＨＡＺ靱性向上作用は、板厚が５０ｍｍ以上、特に８０ｍｍ以上の厚鋼板とし、入熱量が５０ｋＪ／ｍｍ以上の大入熱溶接を行ったときに有効に発揮される。
【００７０】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００７１】
真空溶解炉（容量１５０ｋｇ）を用い、下記表１、表２に示す条件にて、下記表３、表４に示した化学成分（質量％）を含有し、残部が鉄および不可避不純物である供試鋼を溶製し、１５０ｋｇのインゴットに鋳造して冷却した。その後、加熱、圧延を行い、厚鋼板を製造した。
【００７２】
真空溶解炉で供試鋼を溶製するに当っては、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、ＲＥＭ、およびＣａ以外の元素について成分調整すると共に、Ｃ，ＳｉおよびＭｎから選ばれる少なくとも１種の元素を用いて脱酸して溶鋼の溶存酸素量を調整した。調整後の溶存酸素量を下記表１、表２に示す。
【００７３】
溶存酸素量を調整した溶鋼を１〜１０分程度攪拌して溶鋼中の酸化物を浮上分離させることによって溶鋼の全酸素量を調整した。調整後の全酸素量を下記表１、表２に示す。
【００７４】
全酸素量を調整した溶鋼に、Ｔｉを添加した後、Ｚｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａを添加した。なお、ＴｉはＦｅ−Ｔｉ合金の形態で、ＺｒはＦｅ−Ｚｒ合金の形態で、ＲＥＭはＬａを約２５％とＣｅを約５０％含有するミッシュメタルの形態で、ＣａはＮｉ−Ｃａ合金、またはＣａ−Ｓｉ合金、またはＦｅ−Ｃａ圧粉体の形態で、夫々添加した。但し、表４のＮｏ．３５は、溶存酸素量を調整した溶鋼を攪拌せずに、直ぐにＴｉを添加した。
【００７５】
上記元素を添加した後、インゴットに鋳造して冷却した。溶鋼を攪拌した時間を下記表１、表２に示す。
【００７６】
得られたインゴットを熱間圧延し、厚さが５０〜８０ｍｍの厚鋼板を製造した。得られた厚鋼板のＤ／４（但し、Ｄは鋼板の厚み）位置における横断面からサンプルを切り出し、該サンプルに含まれる全酸化物の組成を測定し、単独酸化物として質量換算して酸化物の平均組成を算出した。
【００７７】
切り出されたサンプル表面を島津製作所製「ＥＰＭＡ−８７０５（装置名）」を用いて６００倍で観察し、最大径が０．２μｍ以上の粒子について成分組成を定量分析した。観察条件は、加速電圧を２０ｋＶ，試料電流を０．０１μＡ，観察視野面積を１〜５ｃｍ2，分析個数を１００個とし、特性Ｘ線の波長分散分光により粒子中央部での成分組成を定量分析した。分析対象元素は、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、およびＯ（酸素）とし、既知物質を用いて各元素の電子線強度と元素濃度の関係を予め検量線として求めておき、次いで、上記粒子から得られた電子線強度と予め前記検量線からその粒子の元素濃度を定量した。
【００７８】
得られた定量結果のうち酸素含量が５％以上の粒子を酸化物とし、単独酸化物として質量換算したものを平均したものを酸化物の平均組成とした。全酸化物の平均組成を下記表５、表６に示す。なお、ＲＥＭの酸化物は、金属元素をＭで表すと、鋼材中にＭ2Ｏ3やＭ3Ｏ5，ＭＯ2の形態で存在するが、全ての酸化物をＭ2Ｏ3に換算し、組成を測定した。また、一つの介在物から複数の元素が観測された場合には、それらの元素の存在を示すＸ線強度の比から各元素の単独酸化物に換算して酸化物の組成を算出した。
【００７９】
上記サンプル表面をＥＰＭＡで観察した結果、観察された酸化物は、ＴｉとＺｒと、ＲＥＭおよび／またはＣａを含む複合酸化物が大半であったが、単独酸化物としてＴｉ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＲＥＭの酸化物、ＣａＯも生成していた。
【００８０】
また、得られた定量結果のうち酸素含量が５％以上である酸化物の円相当直径を測定し、円相当直径（粒径）が０．１〜２．０μｍの酸化物の個数と円相当直径（粒径）が５．０μｍを超える酸化物の個数を算出した。下記表５、表６に酸化物の個数を観察視野１ｍｍ2当りに換算した個数を示す。
【００８１】
次に、溶接時に熱影響を受けるＨＡＺの靭性を評価するために、大入熱溶接を模擬して下記に示す溶接再現試験を行なった。溶接再現試験は、厚鋼板から切り出したサンプルが１４００℃になる様に加熱し、この温度で３０秒間保持した後、冷却する熱サイクルを与えた。冷却速度は、８００℃から５００℃への冷却時間が３００秒となるように調整した。
【００８２】
冷却後のサンプルの衝撃特性は、Ｖノッチシャルピー試験して−４０℃における吸収エネルギー（ｖＥ-40）を測定して評価した。ｖＥ-40が１００Ｊ以上のものを合格（ＨＡＺ靭性良好）とする。測定結果を下記表５、表６に示す。
【００８３】
下記表１〜表６から次のように考察できる。Ｎｏ．１〜３１は、本発明で規定する要件を満足する例であり、全酸化物の組成を測定して単独酸化物として質量換算したときに、ＺｒＯ2と、ＲＥＭの酸化物および／またはＣａＯを所定量含有するように調整したうえで、粒径が５．０μｍを超える粗大な酸化物が生成しないように、粒径が０．１〜２．０μｍの微細な酸化物を多く生成させているため、ＨＡＺ靭性が良好な鋼材が得られている。
【００８４】
一方、Ｎｏ．３２〜５４は、本発明で規定するいずれかの要件を外れる例である。Ｎｏ．３２は、溶鋼の溶存酸素量が不足している例であり、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する粒内フェライトの生成核となる酸化物量を確保することができず、ＨＡＺ靭性を改善できていない。Ｎｏ．３３は、溶鋼の溶存酸素量が過剰な例であり、粗大な酸化物を生成してＨＡＺ靭性が却って劣化している。Ｎｏ．３４は、溶鋼の溶存酸素量が不足している例であり、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する粒内フェライトの生成核となる酸化物量を確保することができず、ＨＡＺ靭性を改善できていない。
【００８５】
Ｎｏ．３５は、本発明者らが特許文献３に開示した鋼材の組成に類似した例である。溶鋼の溶存酸素量を調整した後、溶鋼を攪拌して全酸素量を調整していないため、Ｔｉを添加する前の全酸素量が本発明で規定している範囲を超えている。よって粗大な酸化物が多くなり、ＨＡＺ靭性が劣化している。
【００８６】
Ｎｏ．３６とＮｏ．３７は、ＺｒとＡｌと、ＲＥＭおよび／またはＣａを添加した後に、溶鋼を長時間攪拌しているため、溶鋼中の酸化物が互いに凝集して粗大な酸化物を多く生成している。そのためＨＡＺ靭性が劣化している。
【００８７】
Ｎｏ．３８は、Ｓｉが多過ぎる例であり、溶接時にＨＡＺに島状マルテンサイト（ＭＡ）を多く生成してＨＡＺが靭性劣化している。Ｎｏ．３９は、Ｍｎが多過ぎる例であり、母材の強度を著しく高め、母材自体の靭性を低下させるため、ＨＡＺ靭性も低下している。Ｎｏ．４０は、Ｐが多過ぎる例であり、Ｐが結晶粒界に偏析してＨＡＺ靭性が劣化している。Ｎｏ．４１は、Ｓが多過ぎる例であり、Ｓが結晶粒界に偏析してＨＡＺ靭性が劣化している。Ｎｏ．４２は、Ａｌが多過ぎる例であり、粗大な酸化物が生成し、ＨＡＺ靭性が劣化している。
【００８８】
Ｎｏ．４３は、Ｔｉが少な過ぎる例であり、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する粒内フェライトの生成核となる微細な窒化物が少なくなるため、ＨＡＺ靭性を向上させることができていない。Ｎｏ．４４は、Ｔｉが多過ぎる例であり、酸化物が粗大化してＨＡＺ靭性が劣化している。Ｎｏ．４５は、ＲＥＭが多過ぎる例であり、ＲＥＭの酸化物が過剰に生成し、しかも粗大な酸化物を形成し、ＨＡＺ靭性を却って劣化させている。
【００８９】
Ｎｏ．４６は、Ｚｒが少な過ぎる例であり、ＨＡＺ靭性の向上に寄与する粒内フェライトの生成核となる微細な酸化物量が少なくなるため、ＨＡＺ靭性を向上できていない。Ｎｏ．４７は、Ｚｒが多過ぎる例であり、粗大な酸化物が多く生成してＨＡＺ靭性が劣化している。Ｎｏ．４８は、Ｃａが多過ぎる例であり、ＣａＯが過剰に生成し、しかも粗大な酸化物を形成し、ＨＡＺ靭性を却って劣化させている。
【００９０】
Ｎｏ．４９は、Ｎが多過ぎる例であり、固溶Ｎ量が増大して母材自体の靭性が劣化し、ＨＡＺ靭性も低下する。Ｎｏ．５０は、Ｎが少な過ぎる例であり、Ｔｉ含有窒化物の生成が抑制されるため、ピン止め効果によるオーステナイト粒の粗大化を防止できず、ＨＡＺ靭性が劣化している。
【００９１】
Ｎｏ．５１は、Ｏが少な過ぎる例であり、粒内フェライトの生成核となる微細な酸化物量が不足し、ＨＡＺ靭性を向上させることができていない。Ｎｏ．５２は、Ｏが多過ぎる例であり、酸化物が粗大化してＨＡＺ靭性が劣化している。
【００９２】
Ｎｏ．５３は、Ｎｉが多過ぎる例であり、母材の強度が著しく高くなって母材の靭性が劣化しているため、ＨＡＺ靭性も低下している。Ｎｏ．５４は、Ｃｕが多過ぎる例であり、母材の強度が著しく高くなって母材の靭性が劣化しているため、ＨＡＺ靭性も低下している。
【００９３】
【表１】
0005231042.tif 000002
【００９４】
【表２】
0005231042.tif 000003
【００９５】
【表３】
0005231042.tif 000004
【００９６】
【表４】
0005231042.tif 000005
【００９７】
【表５】
0005231042.tif 000006
【００９８】
【表６】
0005231042.tif 000007